Мониторинг окружающей среды (стр. 2 из 5)

Вторая ступень (блок) мониторинга окружающей среды — г е о -экологический, геосистемный, или природно-хозяйственный, мониторинг. В его задачу входят наблюдение за изменением главных геосистем и преобразование их в природо-технические системы (агросистемы, городскую среду, среду индустриальных районов). Геосистемный мониторинг дополняет и расширяет биоэкологический, исследуя естественные ресурсы окружающей среды, их изменения.

Биологический мониторинг основывается на наблюдениях за параметрами окружающей среды на сети контрольных пунктов и носит локальный характер. Геосистемный мониторинг использует не только данные, полученные биологическим мониторингом, но и систему особых ключевых (тестовых) площадей и имеет региональный характер. Эти ключевые площади принято называть природными (геоэкологическими) тестовыми полигонами, на которых устанавливаются геосистемные тесты: ПДК (предельно допустимые концентрации), ЕССПС (естественная способность природной среды к самоочищению), ЭВБ (энергетически-вещественный баланс), БПЭ (биологическая продуктивность экосистемы) и др. В каждой природной зоне рекомендуют иметь по одному полигону.

Третья ступень (блок) мониторинга окружающей среды — биосферный мониторинг.

В его задачи входят наблюдения, контроль и прогноз изменений в глобальном аспекте. Иначе говоря, биосферный мониторинг, дополняя биогеоэкологический, завершает систему «слежения» в целом за биосферой. Основные параметры, за которыми проводят наблюдения, — это изменения, оценка и причина их. Прежде всего важны наблюдения за колебанием космической энергии, постоянство притока которой и ее расширенная аккумуляция — главное условие стабильности экосистем. Необходимо наблюдение за состоянием озонового экрана, запылением атмосферы, ее газовым составом, влиянием хозяйственной деятельности на энергетику атмосферы. Важно изучение фотосинтетической деятельности растений и ее изменения под влиянием техногенеза, мирового водного баланса, его прогнозов. В задачу биосферного мониторинга также входит наблюдение за глобальными круговоротами и миграцией основных химических элементов с включением как объекта наблюдений почвы, которая является глобальным незаменимым нейтрализатором как естественных, так и искусственных загрязнителей. Она как экран, задерживает элементы питания от сноса их в водоемы.

Общегосударственная служба наблюдений и контроль за уровнем загрязнений окружающей среды разделяются на три подсистемы.

1. В зонах возможного существенного антропогенного воздействия (промышленные районы, районы нефтепромыслов на шельфах, автомагистрали, порты, сельскохозяйственные угодья с высокой концентрацией пестицидов).

2. На региональном уровне (атмосфера небольших городов, районов, прилегающих к зонам с развитой промышленностью, наблюдения на реках, озерах, морях, в почвах).

3. На фоновом уровне (наблюдения в зонах, удаленных от любых локальных источников загрязнения).

Фоновый экологический мониторинг в России проводят в биосферных заповедниках. В биосферных и других заповедниках осуществляют абиотическую подпрограмму (геофизический мониторинг) и биотическую подпрограмму (биологический мониторинг).

Биологический мониторинг включает четыре вида мониторинга: загрязнения биоты; продуктивности биосферы; исчезающих и находящихся на грани исчезновения видов животных и растений; важнейших видов, популяций, сообществ и экосистем. В процессе биологического мониторинга очень важно подобрать организмы-мониторы с высокой встречаемостью, их многообразием, большой гомеостатической устойчивостью, способные накапливать те или иные загрязнители и сохранять относительно высокие показатели жизнедеятельности и генетическую стабильность. Следовательно, в качестве таких организмов-мониторов должны использоваться индивидуумы или популяции с хорошо изученной их биологической репрезентативностью.

Обширная информация о состоянии природной среды после ее обработки позволяет прогнозировать изменения в окружающей среде и осуществлять мероприятия по контролю и предотвращению негативных последствий хозяйственной деятельности человека.

2. Охрана, использование и улучшение сенокосов и пастбищ

Луга и пастбища относятся к естественным кормовым угодьям. Термином «пастбище» называют кормовое угодье, которое используется для выпаса стад сельскохозяйственных животных. Луг или степь, используемые для заготовки зеленой массы или сена, называют сенокосом. От сенокосов пастбища отличаются не только способом хозяйственного их использования, но и целым рядом экологических признаков. В отличие от сенокоса пастбище подвергается воздействию стада — экологического фактора, который оказывает влияние на почву, травостой и другие компоненты природного комплекса.

Естественные луга и пастбища в России и странах СНГ занимают площадь 320 млн. га. Природные сенокосы (суходольные, низинные, приморские, пойменные, лиманные, степные, горные и др.) доставляют 12% всей площади кормовых угодий. Они сосредоточены главным образом в России, Казахстане, в Белоруссии и на Украине. От всей площади природных пастбищ бывшего СССР на Казахстан приходится 55%, на государства Средней Азии—21%, Российскую Федерацию — 18%.

Природные луга и пастбища неоднородны. Они различаются по условиям местообитания, видовому составу травостоя и обилию трав, поедаемости различными видами и группами животных, отавности, урожайности, производимой с единицы площади животноводческой продукции, сезонности, длительности использования и т. д. Кормовая ценность растений природных лугов и пастбищ изучена в нашей стране значительно лучше, чем в других странах мира. На лугах произрастает свыше 4000 видов трав, что составляет 23,3% от всей флоры страны. Самое богатое видами семейство — сложноцветные (900 видов), за ним следуют злаки (350 видов), бобовые (250 видов). У осоковых, лютиковых и норичниковых по 200 видов. Достаточно обычны на лугах также зонтичные, гвоздичные, губоцветные. Злаки являются основными доминантами лугов, т. е. самыми обильными видами, которые играют основную роль в формировании урожая.

Луга, как естественные, так и сеяные являются сложно-организованными растительными сообществами, и любое воздействие человека (выпас, сенокошение, удобрение, полив) преломляется именно через систему отношений внутри сообщества. Не зная закономерностей организации этих сообществ, нельзя их ни правильно использовать, ни улучшить.

Изменения луговых сообществ при выпасе носят название пастбищной дигрессии. Скот влияет по-разному, в зависимости от вида, количества, длительности пребывания на пастбище и частоты повторного стравливания (рис. 1).

Рис. 1. Схема действия факторов выпаса (по А. Элленбергеру, 1963).

Выпас действует двояко: непосредственно на травостой, когда растения скусываются или обламываются при наступании копыт, и опосредованно — через изменение почвенного режима. Обычно почва при выпасе уплотняется, что может в южных районах вызвать ее засоление в результате усиления подъема вод по капиллярам и их испарения с поверхности. На влажной почве могут сформироваться кочки или особые скотобойные тропки на сухих склонах при пастьбе, например, овец. На песчаных почвах дерно может разрушаться и может приводить к усилению ветровой эрозии. Отсюда выпас вызывает изменения конкурентных отношений в сообществах, и преимущества получают уже не те виды, которые могут активнее поглощать элементы минерального питания и воду, а те, которые менее вкусны для скота и более устойчивы к выпасу, имеют низкие и прижатые розетки листьев и стелющиеся стебли. Неплохо чувствуют себя на пастбищах и различные колючки (чертополохи) из-за того, что их скот не может есть.

Умеренный выпас для большинства видов растений полезен, и даже возникает определенное взаимоприспособление травостоя и пасущегося скота. Травостой должен быть густым, высотой 10—20 см, чтобы было удобно за один захват получить сразу много зеленой массы. При умеренном выпасе именно такой удобный для кормления травостой и возникает в большинстве типов лугов. При чрезмерном выпасе «союз» травостоя и животных расстраивается, травостой начинает защищаться от пастьбы, прижиматься к поверхности почвы, где его уже трудно есть, особенно крупному рогатому скоту.

Для того, чтобы наладить «сотрудничество» луга и скота, человек должен проводить нормированный выпас, т. е. строго рассчитать возможную продукцию пастбища, его отавность. Разделив пастбища на загоны, человек осуществляет регламентированный выпас скота в рамках пастбищеоборота. Каждый год один из загонов исключается из выпаса и отдыхает. В год отдыха желательно внести удобрения и скосить траву в поздний срок, чтобы в дернину могли осыпаться семена. После этого заделать их в почву путем боронования и другими приемами, не исключая и легкий выпас скота, обновив тем самым травостой.

При сильном нарушении травостоя в результате пастбищной дигрессии требуется его восстановление. В большинстве случаев достаточно на 3—5 лет прекратить выпас, и тогда произойдет уже автогенная сукцессия, называемая постпастбищной демутацией (восстановлением). При этом характер изменений в растительности практически будет зеркальным отражением тех перемен, которые происходили при пастбищной дигрессии: вновь будут усиливаться высокорослые и вкусные для скота растения. В том случае, когда травостой уже окончательно выбит и свыше 50% поверхности почвы оголилось, то лучше провести коренное улучшение и посеять травы.

Изменения луговых сообществ при сенокошении не столь заметны, как пастбищная дигрессия. Тем не менее, увидев засилье в травостое высокорослых представителей разнотравья, можно с уверенностью сказать: поляну несколько лет не косили или выкашивали слишком поздно. В травостое при сенокошении усиливаются злаки и ценные бобовые. Когда сенокошение проводится 1—2 раза, то хорошо чувствуют себя корневищные верховые злаки: кострец безостый, пырей ползучий. Если же к сенокошению добавляется выпас или при удобрении луга сенокошение проводится 3—4 раза, то преобладают рыхлокустовые (ежа сборная, овсяница луговая, тимофеевка луговая и т. д.), плотнокустовые (овсяница красная, щучка дернистая), злаки, а количество корневищных злаков и, в первую очередь, костреца безостого, убывает.